第7章 51单片机的串行通信模块

第7章 MCS-51的串行口一、填空1. MCS-51单片机的串行接口有种工作方式。

其中方式为多机通信方式。

2. 串行口中断标志RI/TI由置位，清零。

3. MCS-51串行接口有4种工作方式,这可在初始化程序中用软件填写特殊功能寄存器（）加以选择.4. 用串口扩并口时,串行接口工作方式应选为方式。

5. 串行通信按照数据传送方向可分为三种制式： 、 和 。

6. 波特率定义为 。

串行通信对波特率的基本要求是互相通信的甲乙双方必须具有的 波特率。

7. 多机通信时，主机向从机发送信息分地址帧和数据帧两类，以第9位可编程TB8作区分标志。

TB8=0，表示 ；TB8=1，表示 。

8. 当从机 时，只能接收主机发出的地址帧，对数据不予理睬。

9. 多机通信开始时，主机首先发送地址，各从机核对主机发送的地址与本机地址是否相符，若相符，则置 。

二、判断1. 要进行多机通信，MCS-51串行接口的工作方式应为方式1。

（）2. MCS-51的串行接口是全双工的。

（）3. MCS-51上电复位时，SBUF=00H。

（）。

三、简答1. 串行通信和并行通信有什么区别？各有什么优点？2. 什么是串行异步通信，它有哪些作用？并简述串行口接收和发送数据的过程。

3. 简述MCS-51单片机多机通信的特点。

4. 若异步通信按方式2传送，每分钟传送3000个字符，其波特率是多少？5. 什么是串行异步通信，它有哪些作用？并简述串行口接收和发送数据的过程。

6. 8051单片机四种工作方式的波特率应如何确定？7. 某异步通信接口，其帧格式由1个起始位（0），7个数据位，1个偶校验和1个停止位（1）组成。

当该接口每分钟传送1800个字符时，试计算出传送波特率。

8. 串行口工作方式在方式1和方式3时，其波特率与fosc、定时器T1工作模式2的初值及SNOD位的关系如何？设fosc=6MHz，现利用定时器T1模式2产生的波特率为110bps。

试计算定时器初值。

《单片机原理及接口技术》（第2版）人民邮电出版社第7章 AT89S51单片机的串行口思考题及习题71．帧格式为1个起始位，8个数据位和1个停止位的异步串行通信方式是方式。

答：方式1。

2．在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是的。

答：相等的。

3．下列选项中，是正确的。

A．串行口通信的第9数据位的功能可由用户定义。

对B．发送数据的第9数据位的内容是在SCON寄存器的TB8位中预先准备好的。

对C．串行通信帧发送时，指令把TB8位的状态送入发送SBUF中。

错D．串行通信接收到的第9位数据送SCON寄存器的RB8中保存。

对E．串行口方式1的波特率是可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定。

对4．通过串行口发送或接收数据时，在程序中应使用。

A．MOVC指令B．MOVX指令 C．MOV指令 D．XCHD指令答：C5．串行口工作方式1的波特率是。

A．固定的，为f osc/32 B．固定的，为f osc/16C．可变的，通过定时器/计数器T1的溢出率设定D．固定的，为f osc/64答：C6．在异步串行通信中，接收方是如何知道发送方开始发送数据的？答：当接收方检测到RXD端从1到0的跳变时就启动检测器，接收的值是3次连续采样，取其中2次相同的值，以确认是否是真正的起始位的开始，这样能较好地消除干扰引起的影响，以保证可靠无误的开始接受数据。

7．AT89S51单片机的串行口有几种工作方式？有几种帧格式？各种工作方式的波特率如何确定？答：串行口有4种工作方式：方式0、方式1、方式2、方式3；有3种帧格式，方式2和3具有相同的帧格式；方式0的发送和接收都以fosc/12为固定波特率，方式1的波特率=2SMOD /32×定时器T1的溢出率方式2的波特率=2SMOD /64×fosc方式3的波特率=2SMOD /32×定时器T1的溢出率8．假定串行口串行发送的字符格式为1个起始位、8个数据位、1个奇校验位、1个停止位，请画出传送字符“B ”的帧格式。

单片机原理及应用（C语言版）第7章MCS-51单片机串行口主编：周国运中国水利水电出版社本章要点本章主要讲述MCS-51单片机串行口的结构、工作原理以及应用。

主要内容包括串行通信基本知识、MCS-51单片机串行口结构、串行口工作方式以及单片机与PC机通信的接口电路。

7.1 串行通信基本知识主要内容7.1.1 数据通信7.1.2 异步通信和同步通信7.1.3 波特率7.1.4 通信方向7.1.5 串行通信接口种类7.1.1 数据通信计算机与外界的信息交换称为通信。

基本的通信方法有并行通信和串行通信两种。

1．并行通信单位信息（通常指一个字节）的各位数据同时传送的通信方法称为并行通信。

优点：传送速度快；缺点：数据有多少位，就需要多少根传送线。

适合近距离通信7.1.1 数据通信2．串行通信单位信息的各位数据被分时一位一位依次顺序传送的通信方式称为串行通信。

优点：只需一对传输线，大大降低了传送成本，特别适用于远距离通信；缺点：传送速度较低。

适合远距离通信1．异步通信异步通信中，传送的数据可以是一个字符代码或一个字节数据，数据以帧的形式一帧一帧传送。

7.1.2异步通信和同步通信图7-3 异步通信的一帧数据格式1、异步通信起始位（0）：信号只占用一位，用来通知接收设备一个待接收的字符开始到达。

线路上在不传送字符时应保持为1。

接收端不断检测线路的状态，若连续为1以后又测到一个0，就知道发来一个新字符，应马上准备接收。

数据位：紧接着起始位后面，它可以是5位（D0--D4）、6位、7位或8位（D0--D7）。

1、异步通信奇偶校验：只占一位，但也可以规定不使用奇偶校验位，这一位就可省去。

也可用这一位（1/0）来确定这一帧中的字符所代表信息的性质（地址/数据等）。

停止位：用来表征字符的结束，它一定是高电位（逻辑1）。

停止位可以是1位、1.5位或2位。

接收端收到停止位后，知道上一字符已传送完毕，同时，也为接收下一个字符做好准备--只要再接收到0，就是新的字符的起始位。

第1章单片机概述1．单片机与普通微型计算机的不同之处在于其将CPU、存储器、和I/O口 3部分集成于一块芯片上。

2．8051与8751的区别是C。

A．内部数据存储单元数目不同B．内部数据存储器的类型不同C．内部程序存储器的类型不同D．内部寄存器的数目不同3．在家用电器中使用单片机应属于微计算机的。

A．辅助设计应用；B．测量、控制应用；C．数值计算应用；D．数据处理应用答：B。

第2章 51单片机片内硬件结构1．在51单片机中，如果采用6MHz晶振，一个机器周期为。

答：2µs2．AT89C51单片机的机器周期等于个时钟振荡周期。

答：12。

3．若A中的内容为63H，那么，P标志位的值为。

答：P标志位的值为0。

4．内部RAM中，可作为工作寄存器区的单元地址为 H～ H。

答：00H；1FH。

5．通过堆栈操作实现子程序调用，首先要把的内容入栈，以进行断点保护。

调用返回时，再进行出栈保护，把保护的断点送回到。

答：PC；PC。

6． 51单片机程序存储器的寻址范围是由程序计数器PC的位数所决定的，因为51单片机的PC是16位的，因此其寻址的范围为 KB。

答：64KB。

7．判断下列项说法是正确的。

A．51单片机的CPU是由RAM和EPROM组成的B．区分片外程序存储器和片外数据存储器的最可靠的方法是看其位于地址范围的低端还是高端C．在51单片机中，为使准双向的I/O口工作在输入方式，必须保证它被事先预置为1D．PC可以看成是程序存储器的地址指针答： A. 错； B. 错；C. 对；D. 对。

8．判断以下有关PC和DPTR的结论是正确的。

A．DPTR是可以访问的，而PC不能访问B．它们都是16位寄存器C．在单片机运行时，它们都具有自动加“1”的功能D．DPTR可以分为2个8位的寄存器使用，但PC不能答：A. 对； B. 对；C. 错；D. 对。

9．判断下列说法项是正确的。

A．程序计数器PC不能为用户编程时直接访问，因为它没有地址B．内部RAM的位寻址区，只能供位寻址使用，而不能供字节寻址使用C．51单片机共有21个特殊功能寄存器，它们的位都是可用软件设置的，因此，是可以进行位寻址的。

51单片机串行通信原理串行通信是指在信息传输时，数据位逐个进行传输的方式。

51单片机串行通信是指在51单片机中，使用串行通信协议进行数据传输。

1.串行传输方式：串行通信中，数据位按照顺序逐个传输。

每个数据位传输结束后，发送端或接收端会发送一个时钟信号来同步数据的传输。

2.通信协议：串行通信需要定义一种通信协议，用于规定数据传输的格式和规则。

常用的串行通信协议包括UART（通用异步收发传输）协议、SPI（串行外设接口）协议和I2C（串行双线制）协议等。

3.UART串行通信协议：UART协议是一种异步串行通信协议，常用于单片机与外部设备（如计算机、模块等）之间的通信。

UART使用一对传输线（分别为传输线和接收线）进行数据的传输，通过起始位、数据位、校验位和停止位等进行数据的解析和传输。

4.SPI串行通信协议：SPI协议是一种同步串行通信协议，常用于单片机与外部设备之间的通信。

SPI使用四根传输线（分别为传输线、接收线、时钟线和片选线）进行数据的传输，通过时钟信号同步数据的传输。

SPI协议具有母－从的结构，单片机可以作为主设备控制从设备的操作。

5.I2C串行通信协议：I2C协议是一种双线制串行通信协议，常用于单片机与外部设备之间的通信。

I2C使用两条传输线（分别为传输线和接收线）进行数据的传输，通过时钟信号同步数据的传输。

I2C协议具有多主－多从的结构，多个设备可以共享同一条数据线。

6.数据传输流程：在串行通信过程中，发送端会将数据位逐个传输到接收端。

接收端接收到数据位后，对数据进行解析和处理。

在UART协议中，通信开始时发送端会发送起始位，然后发送数据位，接收端解析数据位后，可以进行校验，最后发送停止位。

在SPI和I2C协议中，发送端通过时钟信号同步数据的传输，并通过片选线或地址来选择接收端。

以上就是51单片机串行通信的原理，通过串行通信可以有效地进行数据传输和设备间的通信。

MCS-51单⽚机的串⾏⼝及串⾏通信技术数据通信的基本概念串⾏通信有单⼯通信、半双⼯通信和全双⼯通信3种⽅式。

单⼯通信：数据只能单⽅向地从⼀端向另⼀端传送。

例如，⽬前的有线电视节⽬，只能单⽅向传送。

半双⼯通信：数据可以双向传送，但任⼀时刻只能向⼀个⽅向传送。

也就是说，半双⼯通信可以分时双向传送数据。

例如，⽬前的某些对讲机，任⼀时刻只能⼀⽅讲，另⼀⽅听。

全双⼯通信：数据可同时向两个⽅向传送。

全双⼯通信效率最⾼，适⽤于计算机之间的通信。

此外，通信双⽅要正确地进⾏数据传输，需要解决何时开始传输，何时结束传输，以及数据传输速率等问题，即解决数据同步问题。

实现数据同步，通常有两种⽅式，⼀种是异步通信，另⼀种是同步通信。

异步通信在异步通信中，数据⼀帧⼀帧地传送。

每⼀帧由⼀个字符代码组成，⼀个字符代码由起始位、数据位、奇偶校验位和停⽌位4部分组成。

每⼀帧的数据格式如图7-1所⽰。

⼀个串⾏帧的开始是⼀个起始位“0”，然后是5〜8位数据（规定低位数据在前，⾼位数据在后），接着是奇偶校验位（此位可省略），最后是停⽌位“1”。

起始位起始位"0”占⽤⼀位，⽤来通知接收设备，开始接收字符。

通信线在不传送字符时，⼀直保持为“1”。

接收端不断检测线路状态，当测到⼀个“0”电平时，就知道发来⼀个新字符，马上进⾏接收。

起始位还被⽤作同步接收端的时钟，以保证以后的接收能正确进⾏。

数据位数据位是要传送的数据，可以是5位、6位或更多。

当数据位是5位时，数据位为D0〜D4；当数据位是6位时，数据位为D0〜D5；当数据位是8位时，数据位为D0〜D7。

奇偶校验位奇偶校验位只占⼀位，其数据位为D8。

当传送数据不进⾏奇偶校验时，可以省略此位。

此位也可⽤于确定该帧字符所代表的信息类型，“1"表明传送的是地址帧，“0”表明传送的是数据帧。

停⽌位停⽌位⽤来表⽰字符的结束，停⽌位可以是1位、1.5位或2位。

停⽌位必须是⾼电平。

接收端接收到停⽌位后，就知道此字符传送完毕。

第七章习题参考答案一、填空题1、在串行通信中，有数据传送方向为单工、半双工和全双工三种方式。

2、要串口为10位UART，工作方式应选为方式1 。

3、用串口扩并口时，串行接口工作方式应选为方式0 。

4、计算机的数据传送有两种方式，即并行数据传送和串行数据传送方式，其中具有成本低特点的是串行数据传送方式。

5、串行通信按同步方式可分为异步通信和同步通信。

6、异步串行数据通信的帧格式由起始位、数据位、奇偶校验位和停止位组成。

7、串行接口电路的主要功能是串行化和反串行化，把帧中格式信息滤除而保留数据位的操作是反串行化。

8、专用寄存器“串行数据缓冲寄存器”，实际上是发送缓冲寄存器和接收缓冲寄存器的总称。

9、MCS-51的串行口在工作方式0下，是把串行口作为同步移位寄存器来使用。

这样，在串入并出移位寄存器的配合下，就可以把串行口作为并行输出口使用，在并入串出移位寄存器的配合下，就可以把串行口作为并行输入口使用。

10、在串行通信中，收发双方对波特率的设定应该是约定的。

11、使用定时器/计数器设置串行通信的波特率时，应把定时器/计数器1设定作方式 2 ，即自动重新加载方式。

12、某8031串行口，传送数据的帧格式为1个起始位（0），7个数据位，1个偶校验位和1个停止位（1）组成。

当该串行口每分钟传送1800个字符时，则波特率应为300b/s 。

解答：串口每秒钟传送的字符为：1800/60=30个字符/秒所以波特率为：30个字符/秒×10位/个字符=300b/s13、8051单片机的串行接口由发送缓冲积存器SBUF、接收缓冲寄存器SBUF 、串行接口控制寄存器SCON、定时器T1构成的波特率发生器等部件组成。

14、当向SBUF发“写”命令时，即执行MOV SBUF，A 指令，即向发送缓冲寄存器SBUF装载并开始由TXD 引脚向外发送一帧数据，发送完后便使发送中断标志位TI 置“1”。

15、在满足串行接口接收中断标志位RI=0 的条件下，置允许接收位REN=1 ，就会接收一帧数据进入移位寄存器，并装载到接收SBUF中，同时使RI=1，当发读SBUF命令时，即指令MOV A，SBUF 指令，便由接收缓冲寄存器SBUF取出信息同过8051内部总线送CPU。